Pengiraan Transistor Darlington

Pengiraan Transistor Darlington

Transling Darlington adalah sambungan yang terkenal dan popular menggunakan sepasang transistor simpang bipolar transistor (BJT), yang direka untuk beroperasi seperti penyatuan 'hebat' transistor. Gambar rajah berikut menunjukkan perincian sambungan.



Rajah Sambungan Transistor Darlington

Definisi

Transistor Darlington dapat didefinisikan sebagai hubungan antara dua BJT yang memungkinkan mereka membentuk BJT komposit tunggal yang memperoleh sejumlah keuntungan semasa yang besar, yang mungkin melebihi ribuan.

Kelebihan utama konfigurasi ini ialah transistor komposit berkelakuan seperti satu peranti yang mempunyai peningkatan keuntungan semasa setara dengan produk keuntungan semasa setiap transistor.





Sekiranya sambungan Darlington terdiri daripada dua BJT individu dengan keuntungan semasa β1dan βduakeuntungan arus gabungan dapat dikira menggunakan formula:

bD= β1bdua-------- (12.7)



Apabila transistor dipadankan digunakan dalam sambungan Darlington sehingga β1= βdua= β, formula di atas untuk keuntungan semasa dipermudahkan seperti:

bD= βdua-------- (12.8)

Transistor Darlington yang dibungkus

Kerana popularitinya yang sangat besar, transistor Darlington juga dihasilkan dan tersedia siap dalam satu pakej yang mempunyai dua BJT secara dalaman sebagai satu unit.

Jadual berikut memberikan lembar data contoh pasangan Darlington dalam satu pakej.

Spesifikasi transistor Darlington

Keuntungan semasa yang ditunjukkan, adalah keuntungan bersih dari dua BJT. Unit ini dilengkapi dengan 3 terminal standard secara luaran, iaitu base, emitter, collector.

Transistor Darlington yang dibungkus seperti ini mempunyai ciri luaran yang serupa dengan transistor biasa tetapi mempunyai output arus yang sangat tinggi dan dipertingkatkan, berbanding dengan transistor tunggal biasa.

Bagaimana cara DC Bias a Circuit Transistor Darlington

Gambar berikut menunjukkan litar Darlington yang biasa menggunakan transistor dengan keuntungan arus yang sangat tinggi βD.

Litar bias DC transistor Darlington

Di sini arus asas dapat dikira menggunakan formula:

SayaB= VDC- VMENJADI/ RB+ βDRADALAH-------------- (12.9)

Walaupun ini mungkin kelihatan serupa dengan persamaan yang biasanya digunakan untuk sebarang BJT biasa , nilai βDdalam persamaan di atas akan jauh lebih tinggi, dan VMENJADIakan lebih besar. Ini juga telah dibuktikan dalam lembar data sampel yang disajikan dalam perenggan sebelumnya.

Oleh itu, arus pemancar dapat dikira sebagai:

SayaADALAH= (βD+ 1) SayaB≈ βDSayaB-------------- (12.10)

Voltan DC akan:


VADALAH= SayaADALAHRADALAH-------------- (12.11)

VB= VADALAH+ VMENJADI-------------- (12.12)

Selesaikan Contoh 1

Dari data yang diberikan dalam gambar berikut, hitung arus bias dan voltan litar Darlington.

Litar Darlington yang diselesaikan secara praktikal

Penyelesaian : Menerapkan Persamaan.12.9 arus asas ditentukan sebagai:

SayaB= 18 V - 1.6 V / 3.3 MΩ + 8000 (390Ω) ≈ 2.56 μA

Dengan menggunakan Persamaan.12.10, arus pemancar dapat dinilai sebagai:

SayaADALAH≈ 8000 (2.56 μA) ≈ 20.28 mA ≈ IC

Voltan DC pemancar dapat dikira menggunakan persamaan 12.11, seperti:

VADALAH= 20.48 mA (390Ω) ≈ 8 V,

Akhirnya voltan pemungut dapat dinilai dengan menggunakan Persamaan. 12.12 seperti yang diberikan di bawah:

VB= 8 V + 1.6 V = 9.6 V

Dalam contoh ini voltan bekalan pada pemungut Darlington adalah:
VC= 18 V

Litar Darlington Setara AC

Dalam rajah yang ditunjukkan di bawah, kita dapat melihat a Pengikut pemancar BJT litar disambungkan dalam mod Darlington. Terminal asas pasangan disambungkan ke isyarat input ac melalui kapasitor C1.

Isyarat ac keluaran yang diperoleh melalui kapasitor C2 dikaitkan dengan terminal pemancar peranti.

Hasil simulasi konfigurasi di atas ditunjukkan dalam gambar berikut. Di sini transistor Darlington dapat dilihat diganti dengan litar setara ac yang mempunyai rintangan input r i dan sumber keluaran arus ditunjukkan sebagai b D Saya b

Impedansi Input AC dapat dihitung seperti yang dijelaskan di bawah:

Arus asas ac yang melalui r i adalah:

Sayab= Vi- Vatau/ ri---------- (12.13)

Sejak
Vatau= (Sayab+ βDSayab) RADALAH---------- (12.14)

Sekiranya kita menggunakan Persamaan 12.13 dalam Persamaan. 12.14 kita dapat:

Sayabri= Vi- Vatau= Vi- Sayab(1 + βD) RADALAH

Menyelesaikan perkara di atas untuk V i:

Vi= Sayab[ri+ (1 + βD) RADALAH]

Vi/ Sayab= ri+ βDRADALAH

Sekarang, memeriksa pangkalan transistor, impedans input acnya dapat dinilai sebagai:

DENGANi= RB॥ ri+ βDRADALAH---------- (12.15)

Selesaikan Contoh 2

Sekarang mari kita selesaikan contoh praktikal untuk reka bentuk pengikut pemancar setara AC di atas:

Tentukan impedans input litar, diberi r i = 5 kΩ

Dengan menggunakan Persamaan.12.15 kami menyelesaikan persamaan seperti yang diberikan di bawah:

DENGANi= 3.3 MΩ॥ [5 kΩ + (8000) 390 Ω)] = 1.6 MΩ

Reka Bentuk Praktikal

Inilah reka bentuk Darlington praktikal dengan menyambungkan a Transistor kuasa 2N3055 dengan transistor isyarat kecil BC547.

Perintang 100K digunakan di sisi input isyarat untuk mengurangkan arus ke beberapa milamps.

Biasanya dengan arus rendah seperti di dasar, 2N3055 sahaja tidak dapat menerangi beban arus tinggi seperti mentol 12V 2 amp. Ini kerana kenaikan arus 2N3055 sangat rendah untuk memproses arus asas rendah menjadi arus pemungut tinggi.

Tetapi sebaik sahaja BJT lain yang merupakan BC547 di sini disambungkan dengan 2N3055 dalam pasangan Darlington, kenaikan arus bersatu melonjak ke nilai yang sangat tinggi, dan membolehkan lampu menyala dengan kecerahan penuh.

Purata keuntungan semasa (hFE) 2N3055 adalah sekitar 40, sementara untuk BC547 adalah 400. Apabila keduanya digabungkan sebagai pasangan Darlington, keuntungan meningkat dengan ketara hingga 40 x 400 = 16000, hebat bukan. Itulah jenis kekuatan yang dapat kita dapatkan dari konfigurasi transistor Darlington, dan transistor yang kelihatan biasa dapat diubah menjadi peranti yang dinilai tinggi hanya dengan pengubahsuaian sederhana.




Sebelumnya: Lembar Data CMOS IC LMC555 - Berfungsi dengan Bekalan 1.5 V Seterusnya: Litar Detektor RF Anti Perisik - Pengesan Bug Tanpa Wayar